Устройство для автоматического контроля выпрямительных полупроводниковых элементов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/26 H01L21/66 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКСвЫХ

. I .

Изобретение относится к эпектроиэмерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля паг раметров Бьтрямительных диодов в процессе их изготовления. .

Известно устройство контроля волът амперных характеристик диодов, содержащее источник синусс(идального иалря жений, измерители тока и напряжения, блок защиты испытуемого вентили и осшшлограф ,.11 .

Недостатками данного устройства являются значительное время измерений и недостаточная достоверность контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник испытательных сигналов,соеди.иенный с датчиком тока и клеммами объекта контроля, датчик напряжения, датчик динамического сопротивления, соединенные с объектом контроля, компараторы допустимого значения тока и динамического сопротивления, диффе ЭЛЕМЕНТОВ

ренцирующего элемента, делителя сиг- . налов и измерителя, соединенных также с объектом контроля 2 .

Недостатком известното устройства является низкая достоверность контроля, заключающаяся в отсутствии ара- можности различить окончательный в. восстанавливаемый брак.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обнаружетш

10 объектов контроля с восстанавливаемым браком.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство,, содержащее ИСТОЧНШЕ испытательных импульсов, с выходом

ts которого через датчик тока соединены клеммы подключения объекта коитропя. и датчик напряжения, датчик динамического сопротивления, входы которого соединены с выходами соответственно

20. датчиков напряжения и тока, компараторы тока й динамического сопротивпения, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков тока и динамического сопротивления, введены компараторы напряжения, блок опорньхх напряжений и логический блок, причем сигнальные входы каждого компаратора напряжений соединены с выходом датчика напряжений, а входы опорных напряжений компараторов напряжений соед нены с соответствующими выходами блока опорных напряжений, выходы ком параторов напряжений, динамического сопротивления и тока соединены с соот ветствующими входами логического бло выходы которого соединены с выходны клеммами устройства. На фиг. 1 представлена фушишональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - характеристика- объектов контроля. Устройство содержит источник 1 испытательных импульсов, датчик 2 тока клеммы 3 для подсоединения объекта контроля, датчик 4 напряжения, блок 5 опорных напряжений, датчик 6 динамического сопротивления, компараторы 7 9 напряжений, компаратор 1О тока, компаратор 11 динамического сопротивления, логический блок 12. Количество компараторов напряжения 7-9 определяется необходимым дискретом контроля в пределах допустимого на- пряжения. Устройство работает следующим образом. С выхода источника 1 испытательны импульсов импульс напряжения через датчик 2 тока поступает на объект контроля, соединенный с клеммами 3 и на датчик 4 напряжений. Датчики 2 тока и 4 напряжения выдают на выходе сигналы, пропорциональные току и напряжению, которые подаются также на входы датчика 6 динамического сопротивления, выходной сигнал которого пропорционален динамическому сопротивлению объекта контроля. Сигналы с выходов датчиков 2, 4 и 6 тока, напряжения 11 динамическог сопротивления подаются на входы компараторов 7 - 10, и по напряжению к току, и динамическому сопротивлению соответственно. На вторые входы компараторов 7 - 9 по напряжению с блока 5 опорных сигналов подаются уровни напряжения, пропорциональные определенным значениям напряжения на испытуемом приборе, которые и определяют различные участки вольтамперной харак теристики. На фиг. 2 они равны 5 В, 250 В, 5ОО В. На второй вход компаратора 10 по току поступает постоянный уровень напряжения, пропорциональный заданной норме тока утечки,например, 10 мА, а на второй вход компаратора 11 по динамическому .сопротивлению поступает постоянный уровень напряжения, пропорциональнъгй заданной величине динамического сопротивления например, 45 Ом. Уровни опорных постоянных напряжений формируются блоком 5 опорных сигналов, а значения опорных напрялсений, тока и динамического сопротивления выбраны, исходя из требований технологии производства данного типа полупроводниковых приборов, и могут меняться при контроле качества выпрямительных элементов различных типов. При линейном нарастании напряжения на испытуемом вьшрямителъном элементе напряжение на выходе датчика 4 напряжения также растет линейно. При этом оно по очереди превьппает значения опорных сигналов, поступающих на вторые входы компараторов 7 - 9 по напряжению. Пока сигнал на первом входе каждого компаратора 7 - 9 по напряжению меньше опорного, на выходе сигнал отсутствует. Как только сигнал от датчика 4 напряжения становится больше опорного напряжения, на выходе компараторов 7- 9 выходной сигнал появляется. Таким образом, на выходах компараторов по напряжению 7 - 9 последовательно во времени появляются выходные сигналы. При увеличении напряжения на испытуемом выпрямительном элементе каждому значению напряжения соответствует определенное значение тока утечки через выпрямительный элемент и определенное значение величины динамического сопротивления. Пропорциональные этим величинам уровни напряжения поступают на первые входы соответствующих компараторов 1О и 11. Если изменяющийся во времени уровень напряжения, пропорциональный току через испытуемый выпрямительный элемент, поступающий на вход компаратора 10, оказывается меньше опорного уровня напряжения, пропорционального заданной норме тока утечки (1доп.), то на выходе компаратора 10 появляется выходной сигнал. ЕСЛИ изменяющийся во времени уровень напряжения, пропорциональный величине динамического сопротивления ( Rg ) и поступающий на вход компаратора 11, оказывается меньше опорного уровня напряжения, то на выходк компаратора 11 появляется выходной сигнал. Эти сигналы в совокупности с комбинацией сигналов на выходах компараторов 7 пр напряжению содержат информацию о форме вольтамперной характеристики в каждом интервале напряжений. На основании данных (фиг.- 2) о форме вольтамперных характеристик при нимаются следующие решения а - характеристика без изломов - Яз Ра.доп. и i 1доп. на всех трех интервалах напряжений - прибор годен; б - характеристика с изломом - Ra . ° догтна втором либо на третьем интервале напряжений восстанавливаемый брак (требуется дополнительное травление фаски структуры) ; в - характеристика с изломом.- Яд эдоп. и . н первом или втором интервале напряжений - окончательный брак, (в этом случае после появления такой комбинации сигналов дальнейшее нарастание напряжений не производитсяво избежание аварии по сигналу Стоп с выхода логического блока 12 на вход источника1 испытательных импульсов; г - характеристика с изломом - Кэ эдоп и третьем интервале на ряжений - прибор годен; д - характеристика с изломом - Rg . первом интервале напряжений - восстанавливаемый брак; е - характеристика без изломов, но 1 1доп. третьем интервале 1гапряжений - прибор годен; 3 - характеристика без изломов, но i ijioj на первом либо втором интер вале напряжений (ООО1О либо .ООООО, 1ОО10) - восстанавливаемый брак. Таким образом, совокупность сигналов, появляющаяся на выходах компараторов, более достоверно характеризует форму вольтамперной характеристики. Опеределение качества полупроводниково элемента на основе этой информации производится- логическим блоком 12, который формирует выходные сигналы 13 - 15 Брак, Восстанавливаемый брак, Годен. Формула изобретения Устройство для автоматического контроля выпрямительных полупроводниковых элементов, содержащее источник испытательных импут ьсов, с выходом которого через датчик тока соединены клеммы подключения объекта контроля и датчик напряжения, датчик динамического сопротивления, входы которого соединены с выходами соответственно датчиков напряжения и тока, компараторы тока и динамического сопротивления, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков тока и динамического сопротивления, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения достоверности контроля, в него введены компараторы напряжения, блок опорных напряжений и логический блок, причем сигнальные входы каждого компаратора напряжений соединены с выходомдатчика напряжений,; а входы опорных напряжений компараторов напряжений соединены с соответствующими выходами блока опорных напряжений, выходы компараторов напряжений, динамического сопротивления и тока соединены с соответствующими входами логического блока, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бердин В. М и др. Аппаратура и методы контроля параметров силовых полупроводниковых вентилей, М., Энергия, 1971, с. 54 - 62, рис.2-6. 2.Вайварс М. П. Устройство для автоматического определения допустимого обратного напряжения полупроводниковых диодов. Сборник Полупроводники и их применение в электронике Рига, 1961 (прототип).